Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ECOLOGICAL AND HYGIENIC ASSESSMENT OF SOIL POLLUTION EFFECTS ON HUMAN HEALTH

Petrov I.V. 1 Tafeeva E.A. 1
1 Kazan State Medical University
The paper presents an analysis of modern views on the impact of soil pollution on public health. Describes various aspects of the adverse effect of soil pollution with heavy metals, nitrates, pesticides on the public health.Particular attention is paid to the peculiarities of soil contamination in the oil-producing regions. Describes modern methods of soil remediation, contaminated oil and oil products. It is shown that oil pollution leads to deterioration sanitary condition of the soil, its fertility, reduce crop yields, increase the content of opportunistic microscopic fungi. Presents the data about the increased risk of malignant neoplasms, diseases of the endocrine system in the population living in regions of intense oil production. Methods for phyto- and bioremediation of soil contaminated with oil and oil products are the most promising now.
pollution
health
soil
oil
oil production
remediation

Почва является важнейшим компонентом окружающей среды. В отличие от воздуха и воды почва не обладает свойством быстрого самоочищения и восстановления, а химические вещества, адсорбированные в ней, сохраняются десятилетиями. Загрязненная почва может стать источником вторичного загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, продуктов питания растительного и животного происхождения и тем самым влиять на эколого-гигиеническую обстановку в целом.

Цель исследования

Анализ современных представлений о влиянии загрязнения почвы на состояние здоровья населения, особенностях загрязнения почвы в районах нефтедобычи, современных методах ремедиации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами.

Материал и методы исследования

Была использована текстовая база данных медицинских и биологических публикаций PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed), а также материалы из научной электронной библиотеки (http://elibrary.ru) и библиотечного фонда Казанского государственного медицинского университета за период с 1995 по 2016 г.

Результаты исследования и их обсуждение

Загрязнение почв химическими веществами, особенно в индустриально развитых регионах, может достигать таких уровней, которые могут быть классифицированы как искусственные биогеохимические провинции. На таких территориях создаются реальные условия негативного воздействия повышенных количеств токсикантов на организм человека, что может приводить к физиологическим сдвигам, клинически проявляющимся в виде невралгий, цефалгии, изменения картины крови, заболеваний печени, кожи, слизистых [3,17, 23]. Особую опасность представляет загрязнение почвы тяжелыми металлами [11, 20,34]. Так, в  загрязненных  кадмием  районах  наблюдалась  повышенная  распространенность заболеваний сахарным диабетом. Частота заболеваний юношеским и ревматоидным артритами, нервной системы увеличивалась по мере накопления цинка в пахотных почвах. Высокое содержание меди отразилось на возникновении врожденных аномалий [29]. Значительную опасность для здоровья населения представляет применение пестицидов и минеральных удобрений. Пестициды, попадая в почву, меняют микрофлору почвы, тем самым изменяя биологическую активность и плодородие сельскохозяйственных культур [7, 35]. В исследованиях установлена достоверная прямая связь между заболеваемостью и общей нагрузкой пестицидами [10, 42]. Показано, что уровень первичной заболеваемости детей врожденными аномалиями, болезнями органов пищеварения, эндокринной системы коррелирует с площадью обработки пашни пестицидами и минеральными удобрениями [32]. Почва является источником загрязнения продуктов питания и водоисточников нитратами. Содержание нитратов в почве урбанизированных территорий сильно варьируется, что связано с использованием различных антигололедных реагентов [6]. Нитраты рассматриваются как фактор онкологического риска здоровью населения [13, 33]. Серьезной проблемой для многих территорий является наличие многочисленных свалок, не имеющих обустройства и являющихся источниками загрязнения почвы [1, 37]. В различных исследованиях показано, что накопленное значительное количество токсичных отходов усиливает нагрузку на среду обитания и создает реальную угрозу состоянию здоровья населения [14,26].

В современных условиях актуальной является проблема загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами [4, 8, 40]. Многочисленные исследования свидетельствуют о повышенном риске возникновения злокачественных новообразований, болезней эндокринной системы у населения, проживающего в районах интенсивной нефтедобычи [2, 28, 36, 39, 43, 45]. Установлено, что в нефтезагрязненных почвах происходит ухудшение водно-воздушного режима, изменение структурных свойств почвы, при этом увеличивается содержание подвижных форм микроэлементов. В почве, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, происходит увеличение общего количества углерода, более чем в 3 раза возрастает доля негидролизуемого гумуса, что приводит к ухудшению плодородия почвы, снижению урожайности сельскохозяйственных культур [9, 19, 24, 30]. В почвах, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, происходит развитие стойких восстановительных процессов, которые обуславливают снижение биологической активности почвы, что способствует более быстрому накоплению непредельных углеводородов, ухудшению санитарного состояния. В результате данных процессов в почве происходит депонирование токсичных продуктов (альдегиды, кетоны, эфиры, спирты, органические кислоты), увеличение потенциальной опасности таких почв [35, 40]. Тяжелые углеводороды прочно соединяются с почвенными частицами, образуя гидрофобные пленки, и почвы становятся малодоступными для микроорганизмов. Подвижные тяжелые металлы не деградируются, перераспределяются между отдельными компонентами экосистемы, накапливаясь в биомассе микроорганизмов и растений, и по трофическим цепям передаются в организмы высших животных и человека, подавляя их биологическую активность и жизнедеятельность [41, 44]. Попадание в почву нефти и нефтепродуктов, содержащих доступные для разложения микромицетами углеводороды, приводит к нарушению функционирования микробных сообществ и сложившихся в них связей и формирует комплексы микроскопических грибов с повышенным содержанием условно-патогенных для человека видов [16].

Для рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, в мировой практике используются механические, физико-механические, химические и биологические методы [18]. Механические и физические методы, хотя и ускоряют разложение нефти и нефтепродуктов, не могут обеспечить их полного удаления из почвы, а процесс естественного разложения загрязнений в почвах чрезвычайно длителен [12]. Сорбционные методы очистки почвы занимают особое место в мероприятиях, которые направлены на ликвидацию нефтяных загрязнений. При незначительных загрязнениях почвы применяемые для очистки адсорбенты не требуют, как правило, обязательного извлечения из очищенной почвы [21]. Фиторекультивация подразумевает применение травянистых растений, улучшающих структуру и увеличивающих воздухопроницаемость почв. Такие растения обладают свойством поглощения мутагенных и канцерогенных продуктов распада нефти, препятствуют вымыванию из рекультивируемого слоя почвы необходимых минеральных элементов. Деятельность растений (корневые выделения, конечные продукты разложения трав) способствует развитию многовидовой почвенной биоты [24]. Одной из наиболее эффективных технологий очистки и восстановления почв, загрязненных нефтью и продуктами ее переработки, является биологическая ремедиация с использованием функционально-направленных технологий, предусматривающих эффективное стимулирование окисления углеводородов природными нефтеокисляющими микроорганизмами [25, 38]. Консорциум микроорганизмов принимает участие в биотрансформации органических отходов, а также уменьшает количество техногенных и природных токсикантов, восстанавливает плодородие почвы и повышает урожайность сельскохозяйственных культур [5]. Все чаще используются методы, основанные на стимуляции углеводородокисляющей аборигенной микрофлоры внесением комплекса минеральных удобрений, сорбентов, поверхностно-активных веществ и ряд агротехнических мероприятий [27]. Эти меры направлены на улучшение воздушного, водного и минерального режимов почвы. Улучшение воздушного и водного режимов почвы возможно при использовании пленочных укрытий [15]. Так, комплексное применение наноструктурного бентонита и консорциума аборигенных микроорганизмов-деструкторов позволило ускорить сроки ремедиации нефтезагрязненной почвы в 3,5 раза [22]. Применение светокорректирующей пленки в качестве укрывного материала в комплексе с минеральным удобрением показало, что процессы биодеградации нефтяных загрязнений в почве протекают в 2–3 раза интенсивнее, а численность основных физиологических групп почвенных микроорганизмов, ответственных за создание почвенного плодородия, повышается в 80–110 раз [31].

Заключение. Таким образом, почва является одним из важнейших объектов окружающей среды. Ухудшение качества почвы, снижение ее биологической ценности, способности к самоочищению могут привести к изменению санитарно-эпидемиологической обстановки и негативным изменениям в состоянии здоровья населения. В районах нефтедобычи актуальны проблемы восстановления загрязненных почв, наиболее перспективными являются методы фито- и биоремедиации.